針織印染廠綜合污水處理工程工藝設(shè)計(jì)

/目錄1設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11.1設(shè)計(jì)題目 11.2設(shè)計(jì)目的和任務(wù) 1目的 1任務(wù) 11.3設(shè)計(jì)原始資料 11.4設(shè)計(jì)依據(jù) 21.5工藝流程的選擇確定 3確定處理程度 3工藝流程確定 31.6污水處理構(gòu)筑物各單項(xiàng)處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)說(shuō)明 41.7平面布置及高程布置 5平面布置 5高程布置 62設(shè)計(jì)計(jì)算書 72.1污水處理站規(guī)模計(jì)算 72.2污水處理程度計(jì)算 72.3各單項(xiàng)構(gòu)筑物工藝設(shè)計(jì)計(jì)算及草圖 9格柵 9均化池 10配水井 13混合池 14反應(yīng)池 15沉淀池 18集泥井 21濃縮池 21計(jì)量設(shè)備 23其它 232.4高程設(shè)計(jì)計(jì)算 242.5其它相關(guān)說(shuō)明 263總結(jié) 271設(shè)計(jì)說(shuō)明書1.1設(shè)計(jì)題目某針織印染廠綜合污水處理工程工藝設(shè)計(jì)1.2設(shè)計(jì)目的和任務(wù)目的依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中賜予的原始資料，對(duì)某針織印染廠的污水處理站進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。靈敏運(yùn)用所學(xué)水污染限制工程（1）有關(guān)污水處理物化方法的設(shè)計(jì)計(jì)算的專業(yè)學(xué)問(wèn)、繪圖、查閱資料和設(shè)計(jì)手冊(cè)以及運(yùn)用設(shè)計(jì)規(guī)范等基本技能，依據(jù)所賜予的設(shè)計(jì)原始資料，進(jìn)行綜合分析，確定污水處理方案，完成污水處理站的工藝設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)屬初步設(shè)計(jì)（方案）性質(zhì)的設(shè)計(jì)工作。任務(wù)(1)依據(jù)所供應(yīng)的原始資料，確定污水所需的處理程度，并選擇處理方案；(2)依據(jù)污水處理程度結(jié)合污水站的地形條件，確定污水處理流程和處理構(gòu)筑物；(3)對(duì)所選定的處理構(gòu)筑物進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，確定其形式和主要尺寸；(4)進(jìn)行污水處理站的高程計(jì)算；(5)繪制污水站的總體布置圖（包括平面布置和高程布置）；(6)編寫說(shuō)明書、計(jì)算書。1.3設(shè)計(jì)原始資料某廠污水站及排放口旁邊地形圖一張。工廠排水水量資料：工廠生產(chǎn)污水流量日變更數(shù)據(jù)見表1；污水流量按生產(chǎn)污水流量日變更曲線計(jì)算，Kd=1.2，Kh=1.3；表1生產(chǎn)污水流量日變更數(shù)據(jù)表時(shí)間（t）01234567891011流量（m3/h）808590100957080120130180200230時(shí)間（t）121314151617181920212223流量（m3/h）280230280330380380330330280240140140工廠排水水質(zhì)資料：該廠是一個(gè)綜合性針織印染廠，所排出的生產(chǎn)污水用化學(xué)混凝法處理，接受堿式氯化鋁作混凝劑，原水水質(zhì)（取均和3小時(shí)后的水樣，經(jīng)24小時(shí)逐時(shí)取樣混合）試驗(yàn)資料如下：色度：380倍（稀釋倍數(shù)法）；PH=6.0；COD=860mg/l；BOD5=250mg/l；DO=2.5mg/l。其它資料如下：混凝劑投量：400mg/l（污水），堿式氯化鋁中含Al2O36～8%；產(chǎn)生的化學(xué)污泥量（脫水后）：0.17kg/d﹒m3污水（含水率85%）；處理出水受納水體為污水站旁邊某河流。水文地質(zhì)資料：污水站旁邊河流最高洪水位為266m，該河流95%保證率的枯水流量為10m3/s，河水流速為0.5m/s，夏季河水水溫為17℃，河水中原有DO=7.0mg/L，河水中原有BOD5=3mg/L。廢水處理廠（站）址的地質(zhì)鉆孔柱狀圖，地基的承載實(shí)力，地下水位（包括流沙）和地震等資料齊全；污水站地下水位距地表20m左右；土壤為沙質(zhì)粘土，抗震強(qiáng)度在1.5kg/cm氣象特征資料：包括氣溫（年平均、最高、最低）、降雨量、蒸發(fā)量、土壤冰凍和風(fēng)向資料等。當(dāng)?shù)貧庀髼l件為：夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)，氣壓為730.2mmHg，每年平均氣溫為15.1℃，冬季最冷月平均氣溫為8其它資料：廠區(qū)旁邊無(wú)大片農(nóng)田；擬由省建筑公司施工，各種建筑材料均能供應(yīng)；電力供應(yīng)足夠。1.4設(shè)計(jì)依據(jù)（一）主要規(guī)范1、《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》（GB50318-2000），國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局、中華人民共和國(guó)建設(shè)部2、《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2006），中華人民共和國(guó)建設(shè)部（二）主要標(biāo)準(zhǔn)1、《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）2、《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）3、《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4287—92）4、《給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)》（GBJ106-87）5、《城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)》（CJ3025-1993）6、《城市污水處理廠附屬建筑和附屬設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ31-1989）7、《城市污水處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》（建標(biāo)[2001]77號(hào)）（三）設(shè)計(jì)手冊(cè)：1、《給水排水快速設(shè)計(jì)手冊(cè)》（2——排水工程），中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1996年2、《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》（5冊(cè)城鎮(zhèn)排水），中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000年3、《環(huán)境工程手冊(cè)》（水污染防治卷），高等教化出版社，1996年4、水工業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè)-廢水處理及再用[M].許澤美編.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002年5、《三廢處理工程技術(shù)手冊(cè)》（廢水卷），化學(xué)工業(yè)出版社，2000年（四）其他：1、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書供應(yīng)的相關(guān)原始資料和設(shè)計(jì)基本參數(shù)2、《水污染物化限制原理和技術(shù)》，羅固源主編，化工出版社，2002年3、《水污染限制工程》，羅固源主編，高等教化出版社，2007年4、《排水工程（第四版）》上冊(cè)，孫慧修主編，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999年1.5工藝流程的選擇確定確定處理程度污水設(shè)計(jì)處理程度：BOD5的處理程度；COD的處理程度；ss的處理程度。工藝流程確定污水處理工藝流程的選擇，應(yīng)首先保證處理水達(dá)到所要求的處理程度，其次應(yīng)對(duì)其工程造價(jià)和運(yùn)行費(fèi)用，方案的技術(shù)先進(jìn)性，建設(shè)實(shí)施的條件進(jìn)行定性定量的比較，以優(yōu)選經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)方案，其應(yīng)遵循以下原則：(1)應(yīng)考慮處理規(guī)模、進(jìn)水水質(zhì)特性、出水水質(zhì)要求、各種污染物的去除率；考慮氣候等自然條件，北方地區(qū)應(yīng)考慮低溫條件下穩(wěn)定運(yùn)行。(2)工藝流程選擇應(yīng)考慮的技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素：節(jié)約電耗；減小占地面積，考慮批準(zhǔn)的占地面積，征地價(jià)格；降低基建投資和運(yùn)行成本。(3)在保證出水水質(zhì)達(dá)到要求的前提下，選用處理效果穩(wěn)定，技術(shù)成熟牢靠、先進(jìn)適用的技術(shù)，使運(yùn)行管理便利，運(yùn)轉(zhuǎn)靈敏，自動(dòng)化水平高，操作簡(jiǎn)潔。；適應(yīng)當(dāng)?shù)剡\(yùn)行管理實(shí)力的具體狀況；可主動(dòng)穩(wěn)妥地選用污水處理新技術(shù)。因此，依據(jù)所要求的處理程度，按技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的原則確定處理方法和處理流程，并確定處理所需的處理構(gòu)筑物。本污水處理站工藝設(shè)計(jì)接受的處理工藝流程見圖1（化學(xué)混凝處理法）。原水原水格柵均化混合加藥反應(yīng)沉淀出水排放濃縮脫水污泥外運(yùn)上清液回流圖1污水處理站處理工藝流程圖1.6污水處理構(gòu)筑物各單項(xiàng)處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)說(shuō)明(1)污水處理站處理規(guī)模：Q=5760m3/d，污水處理站最大設(shè)計(jì)流量：Qmax=(2)各單項(xiàng)構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總見表2。表2各單項(xiàng)構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總表序號(hào)構(gòu)筑物外形設(shè)計(jì)尺寸（mm）單位數(shù)量備注1格柵L×B×H＝2150×500×700座1格柵井2均化池D×H＝21000×3300座2均量、均質(zhì)合建式3配水井D×H＝1430×1800座24混合池D×H＝1200×2070座2機(jī)械混合5反應(yīng)池L×B×H＝7500×2500×2430座2垂直軸機(jī)械式6平流式沉淀池L×B×H＝20800×4000×7744座2泥斗高：30317集泥井D×H＝2500×1300座18濃縮池（豎流式）D×H＝1600×5039座1泥斗高：10399污泥脫水間L×B＝12000×6000座110上清液集水池L×B×H＝2000×2000×1500座111計(jì)量堰套1三角堰1.7平面布置及高程布置平面布置(1)污水站的平面布置須按《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》所規(guī)定的各項(xiàng)條款進(jìn)行設(shè)計(jì)。(2)平面布置應(yīng)考慮近期和遠(yuǎn)期相結(jié)合，有條件時(shí)，可按遠(yuǎn)景規(guī)劃水量布置，將處理構(gòu)筑物分為若干系列，作出分期建設(shè)的支配。(3)應(yīng)以節(jié)約用地為原則，依據(jù)污水處理站各建筑物、構(gòu)筑物的功能和工藝流程要求，結(jié)合廠址地形、氣象和地質(zhì)條件等因素，使總平面布置合理、經(jīng)濟(jì)、節(jié)約能源，并應(yīng)便于施工、運(yùn)行、維護(hù)和管理。(4)生產(chǎn)行政管理和生活設(shè)施宜集中布置，其位置和朝向應(yīng)力求適用、合理，并應(yīng)和處理構(gòu)筑物保持確定的防護(hù)距離。經(jīng)常有人工作的建筑物如辦公、化驗(yàn)等用房應(yīng)布置在夏季主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)向，在北方地區(qū)并應(yīng)考慮朝陽(yáng)。(5)污水和污泥的處理構(gòu)筑物宜分別集中布置。各構(gòu)筑物間的布置應(yīng)盡量緊湊，節(jié)約用地并便于管理。同時(shí)應(yīng)考慮管線敷設(shè)、構(gòu)筑物施工開槽相互影響，以及今后運(yùn)行、操作、檢修距離，構(gòu)筑物應(yīng)符合留有確定的施工間距(5~8m)的要求。(6)廢水和污泥處理的流向應(yīng)充分利用原有地形，盡可能考慮重力流。各構(gòu)筑物之間的連接管渠應(yīng)盡量簡(jiǎn)潔而便捷，避開迂回曲折，削減水力損失，降低能耗。(7)各單元處理構(gòu)筑物的座(池)數(shù)依據(jù)污水處理站規(guī)模、處理站的平面尺寸、各處理設(shè)施的相對(duì)位置和關(guān)系、池型等因素來(lái)確定，同時(shí)考慮到運(yùn)行、管理機(jī)動(dòng)靈敏，在修理檢修時(shí)不影響正常運(yùn)行。各處理構(gòu)筑物的連接管渠應(yīng)使盡可能接受蓋板明渠；除正常工作管渠和閘閥外，平面布置圖考慮了超越管、事故排放管、放空管、半放空管，當(dāng)某一處理構(gòu)筑物因故停止運(yùn)行時(shí)，不致影響其它單元構(gòu)筑物的正常運(yùn)行，以及發(fā)生事故或停運(yùn)檢修時(shí)，能使廢水跨越后續(xù)處理構(gòu)筑物而進(jìn)入其它池子或干脆排入水體；還要考慮給水管、投藥管、站內(nèi)污水管、站區(qū)內(nèi)雨水管等。(8)平面布置時(shí)，除考慮主體構(gòu)筑物外，還考慮了主要附屬構(gòu)、建筑物。各處理構(gòu)筑物和附屬建筑物的位置關(guān)系，應(yīng)依據(jù)平安、運(yùn)行管理便利和節(jié)能的原則來(lái)確定。由于本設(shè)計(jì)是某工廠的污水站，所以如機(jī)修車間、食堂等均不考慮，但考慮了污水站辦公室及化驗(yàn)室等。(9)污水處理站內(nèi)應(yīng)設(shè)置聯(lián)通各構(gòu)筑物和建筑物的道路，站內(nèi)道路車行道寬5m，人行道寬2m。站內(nèi)應(yīng)有確定(10)平面布置圖可依據(jù)污水站的規(guī)模，接受1:200～1:500比例尺的地形圖繪制，常用的比例尺為1：200。本污水處理站平面布置接受比例為1:200。高程布置(1)應(yīng)在完成各構(gòu)筑物計(jì)算及平面布置草圖后進(jìn)行。各處理構(gòu)筑物之間接受重力流，選擇一條距離最長(zhǎng)、水頭損失最大的流程進(jìn)行水力計(jì)算，并適當(dāng)留有確定的富余水頭，以防止淤積時(shí)水頭不夠而造成涌水現(xiàn)象，影響處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。各構(gòu)筑物的水頭損失查表估算，但各連接管渠的水頭損失通過(guò)計(jì)算確定。污水處理流程高程布置的主要任務(wù)是：確定各處理構(gòu)筑物和泵房的標(biāo)高，確定處理構(gòu)筑物之間連接管、渠的尺寸及其標(biāo)高，通過(guò)計(jì)算確定各部位的水面標(biāo)高，從而能夠使污水沿處理流程在處理構(gòu)筑物之間通暢地流淌，保證污水處理廠的正常運(yùn)行。(2)計(jì)算水頭損失時(shí)，原則上一般應(yīng)以近期最大流量作為構(gòu)筑物和管渠的設(shè)計(jì)流量；計(jì)算涉及遠(yuǎn)期流量的管渠和設(shè)備時(shí)，應(yīng)以遠(yuǎn)期最大流量作為設(shè)計(jì)流量，并酌加擴(kuò)建時(shí)的備用水頭。(3)為了降低運(yùn)行費(fèi)用，便于維護(hù)管理，污水在處理構(gòu)筑物之間的流淌，以按重力流考慮為宜（污泥流淌不在此例）。各處理構(gòu)筑物的水頭損失可干脆查表，但各構(gòu)筑物間的連接管、渠的水頭損失則需計(jì)算確定，計(jì)算詳見教材和相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。高程布置時(shí)還應(yīng)考慮管內(nèi)淤積，阻力增大的可能，因此需留有充分余地。(4)在作高程布置時(shí)，還應(yīng)留意污水流程和污泥流程的協(xié)作，盡量削減需抽升的污泥量。在確定污泥處理構(gòu)筑物的高程時(shí)，應(yīng)留意使污泥水（包括上清液、濾后液等）能自動(dòng)排入廠內(nèi)污水干管。(5)站區(qū)的豎向高程設(shè)計(jì)，應(yīng)盡量做到填挖方量少，土石方基本平衡，并考慮有利排水。出水管渠高程，須不受水體洪水頂托。(6)繪制縱斷面圖時(shí)接受的比例，橫向可和總平面圖相同，縱向?yàn)?:50～1:100，按最遠(yuǎn)的流程繪制。本污水處理站高程布置橫向比例為1:200，縱向比例為1:100。2設(shè)計(jì)計(jì)算書2.1污水處理站規(guī)模計(jì)算依據(jù)給定的原始資料，確定污水處理站的規(guī)模、構(gòu)筑物設(shè)計(jì)水量和水質(zhì)。污水設(shè)計(jì)流量應(yīng)考慮最大流量、平均流量、最小流量，此外還要考慮近期流量和遠(yuǎn)期流量。(1)日平均流量，均化池設(shè)計(jì)流量接受平均流量；(2)污水站處理規(guī)模按最大日流量計(jì)算，規(guī)模流量，均化池后的構(gòu)筑物設(shè)計(jì)流量接受最大日流量；(3)最大時(shí)流量，各構(gòu)筑物連接管渠按最大時(shí)流量計(jì)算水頭損失；(4)最大流量，格柵設(shè)計(jì)流量接受最大流量。(5)最小流量Qmin=1/2Qmax=3744m3/d=0.0433m32.2污水處理程度計(jì)算（一）按地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)由地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838—2002)中的規(guī)定，污水處理站出水受納河流對(duì)應(yīng)地表水Ⅲ類水域功能類別。按Ⅲ類水域中DO容許最低濃度(DO=5mg/L，本設(shè)計(jì)不考慮有毒物質(zhì))，計(jì)算對(duì)污水中BOD5的處理程度。排入水體的污水流量按污水最大流量進(jìn)行計(jì)算，即q=，河水流量Q=10m3/s。河水中原有溶解氧DOR=7.0mg/L，河水中原有BOD5=L5R=3mg/L；污水溶解氧DOSW=2.5mg/L，污水BOD5=250mg/L。河水流速為0.5m/s，取混合系數(shù)α=排放口處溶解氧的混合濃度查氧在蒸餾水中的飽和溶解度表，得出T=17℃時(shí)的飽和溶解氧DOS=9.74mg/L，可得出起始點(diǎn)的氧虧量D0=9.74－6.957=2.783mg/L，臨界點(diǎn)的氧虧量Dc=9.74－5=4.74mg/L。T=17℃時(shí)，=0.0877，=0.191。依據(jù)氧垂曲線用高斯—賽德爾迭代法求起始點(diǎn)有機(jī)物濃度L0和臨界時(shí)間tc(1)(2)設(shè)臨界時(shí)間初始值t`c=2.5d，代入式(1)，得L0=17.10mg/L，代入式(2)，得tc=2.378d；t`c=2.378d，代入式(1)，得L0=16.69mg/L，代入式(2)，得tc=2.353d；t`c=2.353d，代入式(1)，得L0=16.60mg/L，代入式(2)，得tc=2.347d；t`c=2.347d，代入式(1)，得L0=16.58mg/L，代入式(2)，得tc=2.346d；t`c=2.346d，代入式(1)，得L0=16.58mg/L，代入式(2)，得tc=2.346d=t`c，符合要求，(一般︱(tc-t`c)︱≤0.001即符合要求)。所以，得L0=16.58mg/l，tc=2.346d。注：也可利用MATLAB或C++編程求解。污水排放起點(diǎn)容許的污水和河水混合后17℃的BOD污水站允許排放的BOD5(17℃因?yàn)樵鬯瓸OD5=250mg/L＜793.24mg/L，所以應(yīng)舍去。干脆參照行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)或綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。（二）按行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)和綜合排放標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)國(guó)家綜合排放標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)不交叉執(zhí)行的原則，紡織染整工業(yè)執(zhí)行《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB4287—92)》。依據(jù)行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)，排入GB3838中Ⅲ類水域的廢水執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，最高允許排放濃度BOD5=25mg/L，COD=100mg/L，懸浮物ss=70mg/L。原水水質(zhì)（均合3小時(shí)后取樣）：BOD5=250mg/L，COD=860mg/L，ss=2.5mg/L。污水處理程度式中Ci——未處理污水中某種污染質(zhì)的平均濃度(mg/L)；Ce——允許排入水體的已處理污水中該種污染質(zhì)的平均濃度(mg/L)。BOD5的處理程度COD的處理程度ss的處理程度選擇處理程度高的作為本設(shè)計(jì)的處理程度，確定本污水站的處理程度。2.3各單項(xiàng)構(gòu)筑物工藝設(shè)計(jì)計(jì)算及草圖格柵柵條間隙數(shù)格柵的設(shè)計(jì)按最大流量Qmax=7488m3/d=0.0867m3/s進(jìn)行計(jì)算。設(shè)柵前水深h=0.3m，過(guò)柵流速v=0.8m/s，格柵傾角α=60°，選用中格柵，柵條間隙b=則柵條間隙數(shù)。柵槽寬度接受銳邊矩形斷面(10×50mm)，槽條寬度S=0.01m，柵槽寬度B=S(n-1)+bn=0.01×(17-1)+0.02×17=0.5m。校核柵前流速設(shè)進(jìn)水渠道寬B1=0.35m，其漸寬部分綻開角度α1=20°，進(jìn)水渠道內(nèi)的流速，滿足格柵前渠道內(nèi)的水流速度0.4~0.9m/s的要求。校核過(guò)柵流速過(guò)柵流速，滿足過(guò)柵流速0.6~1m/s的要求。進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度柵槽和出水渠道連接處的漸窄部分長(zhǎng)度通過(guò)格柵的水頭損失格柵為銳邊矩形斷面，查表得阻力系數(shù)，通過(guò)格柵的水頭損失。柵后槽總高度設(shè)愛(ài)惜高=0.3m，則柵后槽總高度H=h+=0.3+0.1+0.3=0.7m柵槽總長(zhǎng)度每日柵渣量在格柵間隙21mm的狀況下，每1000污水產(chǎn)生0.07柵渣，設(shè)柵渣量為W=0.07/1000m污水，每日柵渣量﹥0.2m3/d，宜接受機(jī)械清渣格柵外形及具體尺寸見圖2。均化池(1)該污水處理站接受將均量和均質(zhì)合為一池的合建式均化池，在池中設(shè)置機(jī)械攪拌裝置。池上半部為均量（變水位），下半部為均質(zhì)（常水位）。出水口設(shè)在池體的中部，出水口以上為均量的容積。均化池的尺寸和容積，主要依據(jù)廢水流量的變更范圍，及要求的均和程度確定。該廠產(chǎn)生的污水流量在一天內(nèi)無(wú)周期性變更，要按最不利狀況即流量在高峰時(shí)的區(qū)間計(jì)算。(2)由表1的污水流量日變更數(shù)據(jù)（流量為瞬時(shí)流量），換算為每小時(shí)的平均流量，再由小時(shí)平均流量計(jì)算出一日內(nèi)不同時(shí)刻的進(jìn)水和出水的累計(jì)水量，計(jì)算表格見表3。圖2格柵草圖表3一日內(nèi)不同時(shí)刻進(jìn)水和出水的累計(jì)水量計(jì)算表格時(shí)間（t）0.01.02.03.04.05.06.07.08.0瞬時(shí)流量（m3/h）80.085.090.0100.095.070.080.0120.0130.0平均流量（m3/h）0.082.587.595.097.582.575.0100.0125.0進(jìn)水累計(jì)量（m3）0.082.5170.0265.0362.5445.0520.0620.0745.0出水累計(jì)量（m3）0.0200.0400.0600.0800.01000.01200.01400.01600.0時(shí)間（t）9.010.011.012.013.014.015.016.017.0瞬時(shí)流量（m3/hr）180.0200.0230.0280.0230.0280.0330.0380.0380.0平均流量（m3/h）155.0190.0215.0255.0255.0255.0305.0355.0380.0進(jìn)水累計(jì)量（m3）900.01090.01305.01560.01815.02070.02375.02730.03110.0出水累計(jì)量（m3）1800.02000.02200.02400.02600.02800.03000.03200.03400.0時(shí)間（t）18.019.020.021.022.023.024.0瞬時(shí)流量（m3/h）330.0330.0280.0240.0140.0140.080.0平均流量（m3/h）355.0330.0305.0260.0190.0140.0110.0進(jìn)水累計(jì)量（m3）3465.03795.04100.04360.04550.04690.04800.0出水累計(jì)量（m3）3600.03800.04000.04200.04400.04600.04800.0(3)依據(jù)表3計(jì)算結(jié)果作出污水進(jìn)水、出水累積水量曲線圖，見圖3。(4)在圖3中讀出最大負(fù)偏差V-=900m3，最大正偏差V+=150m則均量池的容積。(4)在圖3中讀出最大負(fù)偏差V-=900m3，最大正偏差V+=150m則均量池的容積。(5)均質(zhì)池的容積按T=3h進(jìn)行計(jì)算，。圖3進(jìn)水、出水累積水量曲線圖(6)均化池的容積V均化=V均量+V均質(zhì)=1638+428.6=2066.6m(7)污水站設(shè)置兩個(gè)均化池。由于水深要求h≤4m，取H=3m，，所以。取D=21m，校核，符合條件。(8)均量水深h1=3×1638/2066.6=2.4m，均質(zhì)水深h2=3-2.4=設(shè)愛(ài)惜高為0.3m，則均化池總深H總=3+0.3=3.3m。(9)均化池外形及具體尺寸見圖4。圖4均化池草圖2.3.3配水井設(shè)配水井共2個(gè)，在2個(gè)均化池前和2個(gè)混合池前分別設(shè)1個(gè)。配水井的設(shè)計(jì)依據(jù)規(guī)模流量進(jìn)行計(jì)算。設(shè)有效水深h=1.5m，愛(ài)惜高h(yuǎn)1=0.3m，則配水井總高H=h+h1=1.5+0.3=1.8m。取停留時(shí)間T=20s，則進(jìn)水體積V=Qd,max·T=0.067×20=1.34m3，D外=0.18×2=0.36m，則D總=D內(nèi)+D外=1.07+0.36=1.43m。配水井外形及具體尺寸見圖5。圖5配水井草圖混合池接受機(jī)械攪拌混合，用堿式氯化鋁作混凝劑。(1)混合池容積經(jīng)過(guò)均化池后，混合池的處理水量按規(guī)模流量進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，即Q=5760m3/d=240m3/h。設(shè)置兩個(gè)混合池，即池?cái)?shù)n=2，混合時(shí)間T=1min(2)混合池尺寸設(shè)混合池直徑D=1.2m，則混合池水深?；旌铣貝?ài)惜高設(shè)為0.3m，混合池總高為1.77＋0.3=2.07m。(3)攪拌器尺寸混合池H/D=1.77/1.2=1.475>1.3，因此池內(nèi)設(shè)兩層帶有兩葉的平槳板攪拌器(e=2，Z=2)；攪拌器直徑D0=(1/3~2/3)D=0.4~0.8m，取D0=0.6m；攪拌器寬度B=(0.1~0.25)D=0.12~0.30m，取B=0.2m；攪拌器每層間距(1.0~1.5)D0=0.6~0.9m，取為0.6m，相鄰兩槳板接受90°交叉安裝；攪拌器距池底(0.5~0.75)D0=0.3~0.45m，取為0.4m。(4)固定擋板尺寸為加強(qiáng)混合效果，防止水流隨槳板回轉(zhuǎn)，除池內(nèi)設(shè)有快速旋轉(zhuǎn)槳板外，在混合池周壁設(shè)四塊固定擋板。每塊寬度b=(1/10~1/12)D=0.12~0.10m，取b=0.11m；其上下緣離靜止液面和池底皆為1/4D=0.3m。擋板長(zhǎng)為1.77－0.3×2=1.17m。(5)攪拌器轉(zhuǎn)速攪拌器外緣線速度v=3m/s，攪拌器轉(zhuǎn)速，攪拌器旋轉(zhuǎn)角速度。(6)軸功率20℃水的動(dòng)力黏度=1.0050×10-3Pa·s=1.0245×10-4kg·s/m2，γ=1000kg/m3。設(shè)計(jì)速度梯度G取6須要軸功率計(jì)算軸功率，滿足要求。(7)電動(dòng)機(jī)功率(8)機(jī)械混合池外形及具體尺寸見圖6。反應(yīng)池設(shè)置2個(gè)豎直軸式機(jī)械反應(yīng)池，則每個(gè)反應(yīng)池的設(shè)計(jì)流量為：Q＝＝120(1)反應(yīng)池尺寸反應(yīng)時(shí)間取20min，則反應(yīng)池有效容積。為協(xié)作沉淀池尺寸，反應(yīng)池分3格，每格尺寸2.5m×2.5m，則反應(yīng)池水深h=V/A=m，反應(yīng)池超高取0.3m，總高度為2.43m。圖6機(jī)械混合池草圖每格反應(yīng)池體積為2.5×2.5×(2.13+0.3)=15.2。反應(yīng)池分格隔墻上過(guò)水孔道上、下交織布置，每格設(shè)一臺(tái)攪拌設(shè)備，見圖7。為加強(qiáng)攪拌效果,于池子周壁設(shè)四塊固定擋板。(2)攪拌設(shè)備葉輪直徑取池寬的80%，接受2.5×80%=2m。葉輪槳板中心點(diǎn)線速度接受：v1=0.44m/s，v2=0.35m/s，v3=0.2m/s。槳板長(zhǎng)度l=1.1m(槳板長(zhǎng)度和葉輪直徑之比)。槳板寬度b=0.12m。每根軸上槳板數(shù)8塊，內(nèi)、外側(cè)各4塊。裝置尺寸如圖8所示。旋轉(zhuǎn)槳板面積和反應(yīng)池過(guò)水?dāng)嗝婷娣e之比為且葉輪漿板中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)直徑D0=[(1000-440)/2+440]×2=1440mm=1.44m葉輪轉(zhuǎn)速分別為：，，圖7垂直軸式機(jī)械反應(yīng)池草圖圖8槳板計(jì)算草圖，槳板寬長(zhǎng)比，查阻力系數(shù)表，得CD=1.10。按公式，（式中n——同一旋轉(zhuǎn)半徑上槳板數(shù)）計(jì)算槳板旋轉(zhuǎn)時(shí)克服水的阻力所耗功率：第一特殊側(cè)槳板：P01`=0.055kW，第一格內(nèi)側(cè)槳板：P01``=0.008kW第一格攪拌軸功率：P01=P01`+P01``=0.63kW以同樣方法，可求得其次格攪拌軸功率分別為0.032kW，第三格攪拌軸功率分別為0.006kW。設(shè)三臺(tái)攪拌器合用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，則反應(yīng)池所消耗總功率=0.063+0.032+0.006=0.101kW。電動(dòng)機(jī)功率（取=0.75，=0.7）(3)核算平均速度梯度G值及GT值（按水溫20℃計(jì)，=1.0050×10-3Pa·s第一格其次格第三格反應(yīng)池平均速度梯度，滿足在10-70之間。GT=50.1×20×60＝6.01×，滿足在104~105之間。經(jīng)核算，G值和GT值均較適合。2.3.6沉淀池設(shè)置2個(gè)平流式沉淀池，則每個(gè)反應(yīng)池的設(shè)計(jì)流量為：Q＝＝120/h，設(shè)沉淀時(shí)間t=2.5h，表面負(fù)荷率=1.5/(h)。(1)尺寸確定池子總表面積按表面負(fù)荷率計(jì)算，按水平流速校核。池子總表面積沉淀部分有效水深=t=1.5×2.5=3.75m沉淀部分有效容積V`=Ah2=80×3.75=300因?yàn)槌醭脸氐淖畲笏搅魉贋?mm/s，取水平流速v=2mm/s，池長(zhǎng)L`=3.6vt=3.6×2×2.5=18m，池子總寬度為和反應(yīng)池尺寸匹配，取池寬B=4m，則池長(zhǎng)，水平速度，符合要求。校核長(zhǎng)寬比，符合要求。(2)污泥部分所需的總?cè)莘e產(chǎn)生的化學(xué)污泥量（脫水后）：0.17kg/d·m3(含水率為85%)污泥總體積，換算成沉淀池產(chǎn)生的污泥(含水率為99%)體積。取兩次清除污泥間隔時(shí)間T=1d，V=W1T=14.7×1=14.7，則每個(gè)沉淀池的污泥部分所需的總?cè)莘e為14.7/2=7.35。(3)泥斗設(shè)計(jì)接受棱臺(tái)形態(tài)的污泥斗，取=60°，設(shè)棱臺(tái)的尺寸分別為：上邊長(zhǎng)L1=4m，下邊長(zhǎng)L2=0.5m，則泥斗高度污泥斗的體積設(shè)計(jì)進(jìn)水口處離擋板距離為0.5m，出水口離擋板的距離為0.3m。接受機(jī)械刮泥，設(shè)定池底縱坡水力坡度i=0.01，污泥斗以上梯形部分上底長(zhǎng)L1=20+0.5+0.3=20.8m，下底長(zhǎng)L2=4m，梯形部分高度h4′=(20+0.3－4)×0.01=則污泥斗以上梯形部分污泥容積所以污泥斗和梯形部分污泥容積V=V1+V2=18.439+0.163=26.263>7.35，滿足要求。(4)池子總高度有效水深=3.75m，取愛(ài)惜高=0.3m，緩沖層高度=0.5m，污泥部分高度，池子總高H=+++=0.3+3.75+0.4+3.194=7.744m。(5)沉淀池外形及具體尺寸見圖9。圖9沉淀池草圖(6)入口的整流措施接受溢流式入流裝置，并設(shè)置和擋流板的組合，見圖10所示。圖10平流式沉淀池入口的整流措施(7)出口的整流措施接受溢流式集水槽，集水槽是沿沉淀池寬度設(shè)置的，見圖11。溢流式出水堰的形式為鋸齒形三角堰，水面宜位于齒高的1/2處，見圖12。為適應(yīng)水流的變更或構(gòu)筑物的不同沉降，在堰口處需設(shè)置使堰板能上下移動(dòng)的調(diào)整裝置。(8)進(jìn)出口處設(shè)置的擋板，高出水面0.1~0.5m。進(jìn)口處擋板沉沒(méi)深度為0.5~1.0m，出口處擋板沉沒(méi)深度0.3~0.4m。圖11平流式沉淀池集水槽的形式圖12平流式沉淀池出水堰的形式2.3.7集泥井取停留時(shí)間T=8h，則所需容積V=QT=14.7×8/24=4.9，取有效水深h=1m，，設(shè)愛(ài)惜高0.3m，則總高H=1.3m。2.3.8濃縮池接受豎流式連續(xù)重力濃縮池，接受上部中心管進(jìn)水方式，污泥從中心管流入，由下部流出，通過(guò)反射板的阻攔向四周分布，然后沿沉淀區(qū)的整個(gè)斷面上升。進(jìn)泥含水率99%，出泥含水率96%，設(shè)定濃縮時(shí)間T=12h。中心管計(jì)算中心管流量為濃縮前污泥流量=W2=14.7m3/d=0.00017m3/s，取中心管內(nèi)流速v0=0.02m/s﹤0.03m/s，中心管直徑，取中心管直徑d0=0.2m，則中心管有效過(guò)水?dāng)嗝娣e，中心管內(nèi)流速，符合要求。喇叭口、反射板等結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算中心管下口設(shè)有喇叭口和反射板，反射板板底距泥面至少0.3m。中心管和反射板外形及見圖10。尺寸設(shè)污水由中心管和反射板之間縫隙的出流速度v1=1mm/s；喇叭口直徑及高度為中心管直徑的1.35倍，即d1=h1=1.35d0=1.35×0.2=0.27m；反射板直徑為喇叭口直徑的1.30倍，即d2=1.30d1=1.30×中心管喇叭口和反射板之間的縫隙高度。中心管、喇叭口和反射板的尺寸構(gòu)造見圖13。圖13中心管、喇叭口和反射板的尺寸構(gòu)造排泥管下端距池底不大于0.2m，管上端超出水面不小于0.4m。浮渣擋板距集水槽0.25m~0.5m，高出水面0.1~0.15m，沉沒(méi)深度0.3~0.4m。(3)沉淀區(qū)設(shè)計(jì)計(jì)算濃縮時(shí)間T=12h，取污水在沉淀區(qū)的上升速度v=0.07沉淀區(qū)的有效水深=vT×3600=0.07×12×3600×=3.024m≈3m>2.75m，符合要求。沉淀區(qū)污泥量為濃縮分別出的污水流量，沉淀區(qū)工作部分的有效斷面積，則沉淀池總面積A=f+F=0.0314+1.8229=1.8543，沉淀池的直徑，取1.6m。為了使水流在沉淀區(qū)內(nèi)分布勻整，且水流自下而上垂直流淌，池子直徑和有效水深之比D/=1.6/3<3符合要求。(4)污泥區(qū)設(shè)計(jì)計(jì)算濃縮區(qū)污泥量，設(shè)計(jì)一天清泥3次，兩次排泥間隔時(shí)間t=8h，則V=Q1t=3.675×8/24=1.225m取污泥斗側(cè)壁傾角為α=60°，圓錐上部直徑D=1.6m，設(shè)圓錐底部直徑d=0.4m，則上部R=0.5D=0.8m，底部r=0.2m，則泥斗高h(yuǎn)5=(R-r)tg60°=(0.8-0.2)×tg60°=1.039m設(shè)緩沖層高度h4=0.5m，則緩沖區(qū)部分容積。因此污泥區(qū)容積V=V1+V緩=0.914+1.005=1.919>1.225m3(5)沉淀池總高度設(shè)愛(ài)惜高度h1=0.3m，則沉淀池總高H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.2+0.5+1.039=5.039(6)濃縮池外形及相關(guān)尺寸見圖14。計(jì)量設(shè)備計(jì)量設(shè)備選用三角堰，Qmax=0.0867m3/s，=0.04335m3/s由，得，所以，。按設(shè)計(jì)規(guī)范要求可取h=0.30m，即三角堰齒形高H=2h=0.60m，如圖15所示。2.3.10其它(1)脫水的設(shè)計(jì)計(jì)算略，在平面布置時(shí)應(yīng)留有位置；經(jīng)脫水后的化學(xué)污泥經(jīng)試驗(yàn)可作制磚墊圖14濃縮池草圖圖15三角堰草圖路的材料。(2)混凝劑的耗量以每立方米污水用量400g堿式氯化鋁計(jì)，M=0.4×5760=2304kg/d。堿式氯化鋁中含Al2O3(6~8%)。2.4高程設(shè)計(jì)計(jì)算污水排出口地面標(biāo)高為277.30m，接受鋼筋混凝土管非滿流，粗糙度n=0.014，。依據(jù)設(shè)計(jì)流量Qmax=86.7L/s，查《排水工程》上冊(cè)附表2-2水利計(jì)算圖：選取D=400mm，查得坡度i=0.0037，h/D=0.65，v=1.02m/s，所以有效水深h=0.65×0.4=0.26m，則污水排出口水面標(biāo)高為277.3污水排出口到格柵前的距離l=35m，沿程損失il=0.0037×35=0.13m，富余水頭取0.10m，則柵前水面標(biāo)高為：277.56-0.13-0.1各處理構(gòu)筑物之間盡量接受重力流。計(jì)算高程時(shí)，各構(gòu)筑物的水頭損失可干脆查表，單各連接管渠的水頭損失則須進(jìn)行計(jì)算確定；高程布置時(shí)，為平安性考慮，應(yīng)留有確定的富余水頭，在本設(shè)計(jì)中富余水頭取0.10m。依據(jù)以下兩個(gè)公式計(jì)算水面標(biāo)高：后一構(gòu)筑物的水面標(biāo)高=前一構(gòu)筑物的水面標(biāo)高-水頭損失(1)水頭損失=沿程阻力損失+局部水頭損失+富有水頭+構(gòu)筑物本身水頭損失(2)其中，沿程阻力損失為il，局部水頭損失=，可依據(jù)手冊(cè)查出；本設(shè)計(jì)中構(gòu)筑物本身水頭損失如下：格柵：0.8~0.12m；均化池：0.3m；配水井：0